2025年华大九天研究报告:“自研+并购”铸就国产EDA龙头崛起之路

一、国内 EDA 先行者,聚焦全流程覆盖
1.1 国产 EDA 行业先驱,技术背景深厚
华大九天是国内最早从事 EDA 研发的企业之一,专注于 EDA 工具软件的开发、销售及相关服务, 在规模、产品线、综合实力等方面是国内 EDA 企业的领军者。华大九天于 2009 年从华大集团 EDA 部门独立。公司初始团队部分成员曾参与设计了中国第一款具有自主知识产权的 EDA 工具- “熊猫 ICCAD 系统”。2011 年公司发布第一代模拟电路设计全流程 EDA 工具系统,2014 年公 司发布平板显示电路设计全流程 EDA 工具系统,2020 年发布新一代模拟电路设计全流程 EDA 工 具系统,2022 年于创业板上市,2024 年由无实控人状态转为中国电子的控股公司,2025 年公告 拟收购芯和半导体。公司在技术开发和业务拓展上一直聚焦于 EDA 领域,围绕 EDA 技术不断创 新,具有显著的历史积累优势。目前公司以 EDA 工具软件为核心,围绕集成电路设计、晶圆制造 和封装等客户多种需求提供 EDA 解决方案,是国产 EDA 龙头。
聚焦 EDA 工具全流程覆盖,技术积累深厚。公司产品包括全定制设计平台 EDA 工具系统、数字 电路设计 EDA 工具、晶圆制造 EDA 工具、先进封装设计 EDA 工具和 3DIC 设计 EDA 工具等软 件及相关技术服务。其中,全定制设计平台 EDA 工具系统包括模拟电路设计流程 EDA 工具系统、 存储电路设计流程 EDA 工具系统、射频电路设计流程 EDA 工具系统和平板显示电路设计流程 EDA 工具系统。华大九天为我国唯一能够提供模拟电路设计全流程 EDA 工具系统的本土 EDA 企 业,公司实现了 28nm 以上制程的全流程化,其中电路仿真工具获得 4nm 认证,可以有效满足市场 需要。公司的射频电路设计全流程 EDA 工具系统是国内唯一的射频电路设计全流程 EDA 工具系 统。同时,公司的平板显示电路设计全流程 EDA 工具系统全球领先。
除全流程 EDA 工具系统之外,公司的业务还包括数字电路设计 EDA 工具、晶圆制造 EDA 工具和 先进封装设计 EDA 工具等软件及相关技术服务等。 1) 数字电路设计 EDA 工具:公司数字电路 EDA 工具包括单元库特征化提取工具、存储 器电路特征化提取工具、混合信号电路模块特征化提取工具、单元库 / IP 质量验证工 具、逻辑综合工具、时序功耗优化工具、高精度时序仿真分析工具、时钟质量检视与 分析工具、版图集成与分析工具,以及大规模数字物理验证和寄生参数提取工具等。 相关工具可为数字电路设计的部分环节提供关键解决方案。
2) 晶圆制造 EDA 工具:根据晶圆制造厂的工艺开发和 IP 设计需求,公司提供相关工具 且在现有基础上针对多个细分领域形成解决方案,包括 PDK 套件开发方案、标准单元 库和 SRAM 等基础 IP 的完整工具链支撑方案、光刻掩膜版数据准备与分析验证方案, 以及物理规则验证和可制造性检查方案等,为晶圆厂提供重要工具和技术支持。
3) 先进封装 EDA 工具:公司开发的 EDA 工具 Storm 和 Argus-PKG,分别实现了多芯片 互联布线、高密度逃逸布线和电源地平面布线,同时解决了不规则图形验证问题和版 图变形难题。Argus-PKG 通过异形版图处理等技术,提高了验证精度和效率,与 Storm 深度耦合,实现快速设计规则检查。
4) 3DIC 设计 EDA 工具: 公司最新推出原理图和版图编辑工具 Aether 3DIC,以及 3D 堆 叠界面版图物理验证工具 Argus 3DStack。后者针对复杂的 3DIC 芯片堆叠场景,可完 成近亿触点互联结构的物理验证,快速定位界面连接与系统级网表不一致的线网,同 时高效检查芯片界面层物理关系,确保 3DIC 版图界面层连接及逻辑功能的准确性与可 靠性。此外,电路仿真工具 ALPS 支持跨工艺节点联合仿真,凭借强大的数据处理和 高速运算能力,助力设计师在短时间内完成多次 3DIC 产品仿真迭代,大幅加快研发进 程。
中国电子为第一大股东,员工持股促进公司强力发展。截至 25 年 3 月 31 日,持股华大九天 5% 以上的股东为中国电子有限公司、北京九创汇新、中电金投、国家集成电路产业基金、上海建元, 持股比例分别为 21.22%、17.63%、12.84%、8.88%、7.58%。中国电子有限公司和中电金投作 为中国电子集团下属企业为一致行动人,合计持股34.06%。九创汇新作为华大九天员工持股平台, 高持股率和高激励能够留住公司核心人才,持续为公司发展提供动力。 公司由无实控人状态转为中国电子实控。2024 年 12 月 9 日,华大九天发布公告称,公司实际控 制人拟变更为公司第一大股东的控股股东中国电子信息产业集团有限公司。中国电子集团是中央 直接管理的国有重要骨干企业,此次中国电子入主华大九天意义重大。全球 EDA 市场长期被国际 巨头垄断,中国 EDA 企业虽发展迅速但仍面临诸多挑战。中国电子入主后,华大九天将获得更强 大的国资力量和政策支持,加速技术研发与创新,向着具有较强国际竞争力和影响力的世界一流 EDA 企业的目标而迈进。
1.2 技术传承铸造公司核心竞争力,创新驱动力强
公司高管深耕技术,研发管理经验丰富。初始团队部分成员曾参与设计了中国第一款具有自主知 识产权的 EDA 工具-“熊猫 ICCAD 系统”。公司创始人刘伟平是国产 EDA 行业的领军人物。刘伟 平毕业于复旦大学微电子专业,参与了熊猫系统的科技攻关项目。在 1992年熊猫系统的实用化版 本面世以后,刘伟平被任命为北京集成电路设计中心(后更名为中国华大集成电路设计中心)副 总裁。公司总经理杨晓东本科毕业于清华大学微电子专业,博士毕业于 UCSD,曾在美国 Synopsys 担任工程师,技术经验丰富 。公司董秘宋矗林曾在三伍电子、大唐电信、华兴微电子 任职,项目经历丰富。
公司持续扩大人员规模,研究生与研发人员占比极高,公司技术竞争优势凸显。截至 2024 年, 公司拥有员工1202人,其中研发技术人员914人,占公司员工总数的76%。公司规模不断扩大, 2019-2024 年,公司员工从 353 人扩张至 1202 人。研发团队以研究生学历为主,其中硕士研究 生及以上学历 652 人,占研发人员总数的 71 %。 公司持续加大研发投入、坚持走自主研发创新之路,拥有大量授权专利和软件著作权。截至2024 年报,公司已获得授权专利 342 项和已登记 软件著作权 171 项。同时公司的研发投入不断加大, 2020-2024 公司的研发费用率分别为 44%、53%、61%、68%、71%。
1.3 公司收入不断增长,研发投入持续提升
公司营业总收入和归母净利润持续增长。依托自主研发,公司在集成电路领域经验和能力不断提 升,客户规模不断扩大,营收利润持续增长。 2020-2024 年,公司实现营业收入 4.15、5.79、 7.98、10.1、12.22 亿元,同比增长 61.26%,39.66%,37.76%,26.61%、20.98%。 另外, 2020-2024,公司实现归母净利润 1.04、1.39、1.86、2.01、1.09 亿元,同比增长 81.18%, 34.52%,33.17%,8.20%,-45.46%。另外,公司营业收入受季节影响波动较大,一般客户在上 半年预算编制阶段新增需求较少,下半年往往出现集中采购的情况。
公司主要营收来自于 EDA 工具软件销售,持续深耕 EDA 领域。公司的主营业务收入主要来自于 EDA 软件销售收入,为客户交付软件及授权许可(license),相关业务毛利率为 100%。2020- 2024 年,EDA 软件销售业务占比呈上升趋势,从 83%提升至 89%。公司另一项主营业务技术服 务,则是为客户提供合同约定的技术服务成果、2021-2024 年,相关年毛利率稳定在 35%-46%, 收入占总营收比重呈逐年下降趋势,24 年占比 9%。公司还有一块硬件、代理软件销售业务,毛 利率约为 20%-30%,收入占比较小。
公司毛利率稳定增长,24 年略下降受收入结构影响。公司毛利主要由 EDA 软件销售业务贡献。 2020-2025Q1 年公司实现毛利率 87.33%、89.36%、90.25%、93.78%、93.31%、91.42%。 2024 公司毛利率下降主要受技术服务收入占比增加。
模拟为主的全流程 EDA 工具收入贡献占比高,数字 EDA 及制造 EDA 工具有望成为公司第二增 长曲线。22 年及之前,公司按照全流程 EDA 工具系统、数字电路设计 EDA 系统、晶圆制造 EDA 工具为披露口径,分别披露 EDA 软件销售业务中相关业务的收入。可以看到,公司在以模拟为主 的 EDA 全流程覆盖工具上有很大优势, 2019-2022 年全流程 EDA 工具系统收入占比分别达到 49.12%,55.50%,60.72%,61.15%,对公司收入的贡献作用不断提升。但全流程 EDA 工具的 收入增长速度呈逐年下降趋势。随着公司持续加大在数字 EDA 工具及制造 EDA 工具的布局,公 司相关业务有望成为第二增长曲线。
公司重视研发和销售、费用率近年来略有增长。管理费用控制良好。2020-2025Q1,公司管理费 用率、财务费用率呈下降趋势,研发费用率上升。从 2019 年至 2024 公司管理费用率由 15%下降 至13%。销售费用率2019-2023年呈下降趋势,24年开始呈趋势,主要由于计提股份支付费用, 且公司销售规模的不断扩大,销售人员数量和薪酬增加。
1.4 股权激励考核目标彰显发展信心、坚持现金分红回报投资 者
股权激励目标彰显公司发展信心。2023 年 12 月 18 日,公司授予 408 位公司核心技术人员、核 心业务人员、核心管理人员 869 万股,授予价格 51.22 元/每股。若想实现百分之百归属,2024- 2026 年,公司营收需分别达到 13.1、16.0、19.1 亿元以上,毛利需分别达到 11.8、14.5、17.2 亿元以上。若想实现 80%以上归属,公司营收需分别达到 10.9、12.4、13.7 亿元以上,毛利需分 别达到 9.9、11.2、12.4 亿元以上。2024 年 11 月 4 日,公司以 51.07 元/股的价格向符合条件的 186 名激励对象授予 217 万股第二类限制性股票。公司以 2022 年的营业收入及毛利为基数,考 核 2025、2026、2027 年三个年度的收入及毛利润情况。若想实现百分之百归属,2025-2027 年, 公司营收需分别达到 16.0、19.1、21.9 亿元以上,毛利需分别达到 14.5、17.2、19.8 亿元以上。 若想实现 80%以上归属,公司营收需分别达到 12.4、13.7、15.0 亿元以上,毛利需分别达到 11.2、 12.4、13.5 亿元以上。 公司坚持派发现金红利,回报投资者。2022-2024 年,公司持续派发现金红利,回报投资者。三 年分红总额皆为 8144 万元,股利支付率分别为 44%、41%、74%。
年分红总额皆为 8144 万元,股利支付率分别为 44%、41%、74%。 二、EDA 是自主可控的关键行业 2.1 EDA 是集成电路产业发展的关键之一,具有极强杠杆效 应 电子设计自动化(Electronic Design Automation,EDA)是利用计算机软件完成大规模集成电 路设计、仿真和验证等流程的技术。EDA 工具是一种复杂的大型工业软件系统,其核心是算法技 术,涵盖了图形学、计算数学、微电子学、拓扑逻辑学、材料学和人工智能等多个学科领域。这 些算法代表了数据密集型计算,因此需要扎实的理论基础和持续的技术创新。为了适应集成电路 制造工艺不断向先进制程发展的趋势,EDA 工具必须持续升级和完善,以满足不断变化的应用需 求。 随着集成电路产业发展,EDA 发挥着越来越重要的作用,提高了半导体设计与制造的效率和准确 性。1970 年代之前,芯片设计主要靠手工完成,设计师会在纸上画出图案。随着集成电路产业的 发展,设计规模越来越大,制造工艺越来越复杂,设计师依靠手工难以完成相关工作,必须依靠 EDA 工具完成电路设计、版图设计、版图验证、性能分析等工作。据加州大学圣迭戈分校 Andrew Kahng 教授在 2013 年的 推测,2011 年设计一款消费级应用处理器芯片的成本约 4,000 万美元,如果不考虑 1993 年至 2009 年的 EDA 技术进步,相关设计成本可能高达 77 亿美元, EDA 技术进步让设计效率提升近 200 倍。
二、EDA 是自主可控的关键行业
2.1 EDA 是集成电路产业发展的关键之一,具有极强杠杆效 应
电子设计自动化(Electronic Design Automation,EDA)是利用计算机软件完成大规模集成电 路设计、仿真和验证等流程的技术。EDA 工具是一种复杂的大型工业软件系统,其核心是算法技 术,涵盖了图形学、计算数学、微电子学、拓扑逻辑学、材料学和人工智能等多个学科领域。这 些算法代表了数据密集型计算,因此需要扎实的理论基础和持续的技术创新。为了适应集成电路 制造工艺不断向先进制程发展的趋势,EDA 工具必须持续升级和完善,以满足不断变化的应用需 求。 随着集成电路产业发展,EDA 发挥着越来越重要的作用,提高了半导体设计与制造的效率和准确 性。1970 年代之前,芯片设计主要靠手工完成,设计师会在纸上画出图案。随着集成电路产业的 发展,设计规模越来越大,制造工艺越来越复杂,设计师依靠手工难以完成相关工作,必须依靠 EDA 工具完成电路设计、版图设计、版图验证、性能分析等工作。据加州大学圣迭戈分校 Andrew Kahng 教授在 2013 年的 推测,2011 年设计一款消费级应用处理器芯片的成本约 4,000 万美元,如果不考虑 1993 年至 2009 年的 EDA 技术进步,相关设计成本可能高达 77 亿美元, EDA 技术进步让设计效率提升近 200 倍。
EDA 产业位于集成电路产业链的上游。集成电路产业链主要包括上游支撑层、中游制造层及下游 应用层等。上游支撑层包含生产半导体设计制造所需的设备、原材料、相关技术服务以及 EDA 软 件。产业链中游主要包括集成电路设计、生产、封装和测试企业。产业链下游包括各应用领域的 系统厂商或制造商。EDA 软件是集成电路领域的上游基础工具,贯穿于集成电路设计、制造、封 测等环节,是集成电路产业的战略基础支柱之一。EDA 的杠杆效应非常大,撬动着庞大的集成电 路市场。
EDA 是集成电路产业及数字经济发展的基石。一般来说,EDA 产业价值量占集成电路产业的 2- 5%。而受到自主创新和新兴科技的推动,中国半导体行业的增速有望超过全球半导体行业的增速。 据沙利文预测,2024-2028E,中国半导体市场复合增长率有望达到 15%,而全球复合增长率仅 为 10%。 EDA 工具一般可划分为集成电路(IC)制造类 EDA 工具和集成电路设计类 EDA 工具两个主要 大类。制造类 EDA 工具主要服务于集成电路制造的核心环节,在工艺平台开发阶段,它助力工程 师对制造工艺进行仿真与优化,确保工艺参数的准确性;而在晶圆生产阶段,其通过对生产流程 的精准控制与监测,保障晶圆制造的良率与效率,是连接工艺设计与实际生产的重要桥梁。设计 类 EDA 工具则聚焦于集成电路的设计阶段,按电路类型可进一步细分为数字集成电路 EDA 和模 拟集成电路 EDA 两大类。其中,数字集成电路 EDA 工具针对数字电路的逻辑设计、时序分析、 布局布线等环节提供支持,适用于处理器、存储器等数字芯片的开发;模拟集成电路 EDA 工具则 更注重电路的性能仿真、版图设计及寄生参数分析,常用于放大器、滤波器等模拟芯片的设计, 二者在设计流程与技术需求上存在显著差异,共同构成了集成电路设计的完整工具链。据 ESD 统计,数字设计和模拟设计类 EDA 工具占整体 EDA 市场的份额分别达到 65%和 17%,由此我们大 概推算出制造类 EDA 占比约为 18%。
2.2 我国 EDA 市场规模增速高于全球,国产化率约为 20%
受自主创新及新兴科技推动,中国半导体市场增速有望超过全球。据沙利文《全球半导体制造类 EDA行业发展白皮书》,全球半导体市场 2019-2023 年规模从 4110 亿美元增至 5184.5 亿美元。 2023 年受通胀及终端需求疲软影响下滑,年底反弹,2024 年预计达 5764.5 亿美元,预测 2024- 2028 年复合增速 10.2%。而中国市场在全球波动与地缘政治紧张背景下需求持续增长,叠加物联 网、AI 等新兴技术推动,加速自主创新与国产替代。预计 2028 年市场规模达 2990.3 亿美元,年 均复合增长率 14.9%,增长潜力显著。
全球 EDA 市场规模稳步增长,EDA 头部三家企业垄断了全球 70%市场。据 SEMI, ESDA,亿渡 数据等,2021 年全球 EDA 市场规模为 132 亿美元,且持续增长,预计于 2026 年达到 183 亿美 元,CAGR 为 6.75pct。EDA 三巨头 Synopsys、Cadence 和 Mentor Graphics(Siemens EDA) 在 EDA 市场拥有绝对优势,三家企业均拥有完整且优质的全流程 EDA 工具,占据了全球 EDA 市 场约 70%的份额。三巨头均具备提供全套芯片设计 EDA 解决方案的能力,拳头产品各有不同。 Synopsys 的优势在于数字前端、数字后端和验证测试,其逻辑综合工具 DC 与时序分析工具 PT 是绝对的拳头产品;Cadence 其优势在于模拟和混合信号的定制化电路和版图设计;Mentor Graphics 在物理验证领域优势较为突出,在印制电路板方面也有一定优势。其他的一些专精企业 在细分领域有绝对优势。例如 Ansys 的功耗分析、压电分析等工艺。Keysight 的电磁仿真、射频 综合等工具,华大九天的平板显示电路设计 EDA 工具。
我国 EDA 市场规模增速高于全球,有望于 2026 年达到 222 亿元。2022 年,EDA 国产化率约为 20%,华大九天占 7%。根据中国半导体行业协会,2021 年我国 EDA 市场规模为 103 亿元,预期 2024 年市场规模达到 153 亿元,且有望于 2026 年达到 222 亿元,2021-2026 复合增长率为 16.60%,增速高于全球市场。在我国 EDA 市场,国际三大 EDA 巨头 Synopsys、Cadence 和 Siemens EDA 仍占据明显头部优势,据集微咨询,2022 年,海外 EDA 厂商合计占据我国 EDA 市场约 80%的市场份额,国产 EDA 厂商华大九天排名第四,占据 7%的市场份额。
2.3 EDA 产业三大特点:技术壁垒高、兼并收购保持竞争 力、与上下游产业共同发展
EDA行业技术壁垒高,对技术人才需求大、研发投入高。EDA行业作为典型的技术驱动型产业, 企业发展需要大量的综合性人才,从事 EDA 工具开发需要工程师同时理解数学、芯片设计、半导 体器件和工艺,对综合技能要求很高。培养相关专业人才周期长,成本高,新进入 EDA 行业的企 业在研发人才储备方面追赶难度较大。技术上,EDA 工具需要对数千种情境进行快速设计探索, 以求得性能、功耗、面积、成本等芯片物理指标和经济指标的平衡。企业对 EDA 的长期高强度产 业化投入成为 EDA 领军企业保持长久竞争力的关键。高强度、长周期的研发投入形成了极高行业 竞业壁垒,新入局者很难形成具有竞争力的研发投入能力。EDA 企业每年投入大量的研发费用。 Synopsys、Cadence 每年投入大规模资金用于研发。2018 财年至 2023 财年间,两家公司的研发 费用占总营收比重保持在 30%以上。
License 模式带来的高毛利属性。EDA 涉多个基础学科、工程学和软件算法的结合应用,且头部 企业对 EDA 长期高强度的技术研发投入形成了极高的技术壁垒。得益于较高技术壁垒带来的议价 权,EDA 软件通常以 license 模式售卖,且有效期通常在 3-5 年之间,从而为 EDA 厂商带来了较 高的毛利率水平,诸如 Synopsys 和 Cadence 的毛利率近年来始终维持在 80%左右。 EDA 行业持续进行兼并收购以扩大市场优势。在 EDA 企业的发展历程中,兼并收购一直扮演着 重要角色。在三大巨头中,Synopsys 的兼并收购次数最多,达到 80 次;Cadence 和 Siemens EDA 分别为 62 次和 66 次。以 Synopsys 为例,自 1986 年成立以来,通过积极发起并购交易,Synopsys 不断寻找那些已被市场验证成功的产品和企业。其中最经典的案例莫过于 2002 年, Synopsys 以 8.3 亿美元收购了与 Cadence 结束专利诉讼的 Avanti 公司,从而一举补足了数字集 成电路 EDA 全流程所需的团队和技术,并获得了近四成的芯片后端布局布线市场份额。
国家始终积极引导企业开展并购重组工作,以此推动上市公司质量实现提升。近年来,国家层面 持续出台政策助力上市公司高质量发展,通过一系列制度设计为上市公司并购重组构建起良好的 政策支持体系。2024 年 4 月 12 日,国务院印发《国务院关于加强监管防范风险推动资本市场高 质量发展的若干意见》;同年 9 月 24 日,中国证监会发布《关于深化上市公司并购重组市场改 革的意见》,明确提出六条促进并购重组的具体举措,涵盖支持上市公司向新质生产力领域转型 升级、鼓励上市公司强化产业整合力度、提升重组市场交易效率等方面,这些措施进一步激活了 并购重组市场的活力,为产业整合与提质增效提供了有力支撑。国家政策不仅为上市公司并购重 组营造了优良的政策环境,推动并购重组市场活跃度不断提升,还为上市公司高质量发展注入动 能,为契合国家战略、聚焦科技创新的产业并购打造了有利条件。
近年国内 EDA 行业并购事件频繁,企业兼并重组进程加快。2023 年 8 月份概伦电子完成了对比利 时 EDA 公司 Magwel 的 100%股权交割。2023 年 5 月概伦电子收购了福州芯智联科技有限公司 100%股权。2022 年 10 月,华大九天收购芯达科技 100%股权。2025 开年来,华大九天公告拟 收购芯和半导体、概伦电子公告拟收购锐成芯微。目前,国内 EDA 产业因为行业生态环境的发展 和支撑相对滞后,还 处于发展早期阶段,这导致了目前 EDA 创业企业数量繁多、竞争格局分散 的局面。EDA 工具是一个“多工具”组成的软件集群,我国企业在部分工具上实现突破,最终目 标是提供完整可用的全流程工具链。通过整合资源、技术和人才,行业内的企业能够更好地应对 市场挑战,推动行业的进步与发展。这种整合有助于创造更具竞争力的产品和服务,为行业带来 更多的可能性和机遇。
EDA企业与上下游企业紧密结合,协同发展。EDA工具的技术开发和商业销售依赖于制造、设计 和 EDA 行业三方共同构建的生态系统,需要产业链上下游的全力支持。国际 EDA 领域的领先企 业与全球领先的集成电路制造和设计企业之间建立了长期合作基础,其 EDA 工具和工艺库信息完 善,能够随着先进工艺的演进不断进行更新,进一步巩固了竞争优势。一旦下游用户确定了 EDA 供应商,内部更换 EDA 工具软件的成本较高,因此集成电路制造和设计企业与 EDA 工具供应商 形成稳定合作关系后,不轻易更换供应商,对合作伙伴的忠诚度较高。EDA 厂商通常和 Fabless 以及 Foundry 深度绑定,形成坚固的铁三角关系。一方面,Foundry 厂工艺的更新会带来 EDA 工 具的更新换代,而旧版 EDA 工具无法在新工艺下进行设计;另一方面,EDA 的研发重点在于解 决设计过程中遇到的问题,Fabless 厂商会持续促使 EDA 厂商更新技术与应用,进而反哺 Fabless 厂商设计效率的提升。
2.4 美国限制 EDA 供给,国产 EDA 替代空间广阔
BIS 要求 EDA 公司对中国断供,我国 EDA 产业国产化有望持续加速。美国持续限制我国获取使 用海外 EDA 工具。2025 年 5 月 30 日,针对美国商务部工业和安全局(BIS)已经向 Synopsys、 Cadence、西门子 EDA 这三家全球前三的 EDA 厂发出通知要求他们停止向中国提供服务的传闻, Synopsys、Cadence 发布公告确认已经收到了 BIS 的通知。此前,美国多次进行 EDA 管制。2024 年 12 月 2 日,美国 BIS 新的对华半导体出口管制措施落地,这是自 2022 年 10 月以来的第 三次大规模限制措施, 主要限制我国先进制程半导体生产能力,包括对开发或生产先进节点集成 电路的软件工具进行限制。 ECAD 和 TCAD 等相关 EDA 软件被管控,且华大九天被列入实体清 单,说明 EDA 软件在先进半导体产业发展中的关键作用,以及华大九天在我国自主可控中扮演的 重要角色。随着 140 家中国企业被列入实体清单、台积电三星限制大陆企业 7nm 流片等事件落 地,国内芯片制造厂商、芯片设计厂商有望加速切换国产 EDA 工具。EDA 是我国先进半导体产 业自主可控发展的关键要素之一,华大九天作为我国 EDA 龙头有望得到国家持续支持,早日实现 数字设计全流程、制造全流程,持续受益于自主可控进程。 我国 EDA 企业在政府政策引导下加速发展。2022 年我国《“十四五”数字经济发展规划》中提 到了要增强关键技术的创新能力,瞄准集成电路,关键软件等战略性前瞻领域,提高数字技术基 础研发能力。2023 年 3 月,国家发展改革委联合印发《关于做好 2023 年享受税收优惠政策的集 成电路企业或项目、软件企业清单制定工作有关要求的通知》,提出集成电路设计领域企业(包 括 EDA)可享受税收优惠政策。这些政策为我国 EDA 企业实现国产替代提供了有力支撑。国内 EDA 龙头企业华大九天、广立微、概论电子、华为等皆持续深耕,为我国集成电路产业的自主可 控做出贡献。
EDA 是半导体自主化的核心拼图,缺失它将导致芯片研发陷入 “设计效率洼地” 与 “制造试错陷阱”, 其重要性不仅在于工具本身,更在于通过标准化技术接口串联起从算法架构到物理实现的产业协 同链条,成为衡量国家半导体产业成熟度的关键指标。
华大九天作为我国 EDA 企业的支柱,目前已发展成为我国规模最大、技术最强的 EDA 龙头 企业。公司可以提供全流程数模混合信号芯片设计系统、SoC 后端设计分析及优化解决方案、 平板(FPD)全流程设计系统、IP 以及面向晶圆制造企业的相关服务,其客户已经覆盖了国 内很多的集成电路企业。
概伦电子于 2010 年 3 月成立,产品包括电路仿真/良率导向设计技术和半导体器件模型/噪声 测试解决方案,下一步产品方向为新一代大规模高精度仿真及设计验证平台、针对纳米级制 造技术的半导体器件建模库平台及测试验证系统等。
广立微是国内少数能够提供EDA、电性测试及数据分析等良率提升全流程覆盖的企业,同时 公司的 EDA 和 WAT 产品不断的迭代,技术不断进步。
华为成立了芯片设计 EDA 工具团队,联合国内 EDA 企业,基本实现了 14nm 以上 EDA 工 具的国产化。14nm 是中国半导体产业目前真正的分水岭,在 14nm 以上的成熟制程,我国 已经有相对完整和已经逐渐成熟起来的配套产业链和供应链。但在 14nm 以下,7nm、5nm, 甚至 3nm 等更为先进的制程领域,国内 EDA 企业还在持续努力深耕。
国家大基金入股多家 EDA 公司,支持国产 EDA 发展。24 年 12 月,行芯科技发生工商变更,新 增国家大基金二期为股东。大基金出资约 70.3 万元,持股比例 7.27%。9 月,EDA 创企深圳鸿芯 微纳发生工商变更,新增国家大基金一期为股东,持股比例为 38.74%,认缴出资 4.96 亿元。7 月,国家大基金二期战略入股全芯智造,成为公司第三大股东。认缴出资额 2057.61 万元,持股 比例 11.11%。4 月,国家大基金二期通过 C 轮融资入股 EDA 企业九同方。该轮融资额未披露, 国家大基金持股占比为 7.781%,跻身九同方第六大股东。据创投日报,我国目前还有大约 40% 的工艺空白有待国产化软件填补,国家大基金有望带动 EDA 产业国产化发展更进一步。
三、“自研+并购”,打造支持先进工艺的设计、制造、 封测全流程 EDA 系统
3.1 国内唯一模拟设计全流程覆盖、积极打造数字设计全流程
华大九天是国产 EDA 厂商中营收规模最大、产品最全的一家。在产品与技术维度优势明显。在 产品与技术维度,华大九天优势尽显。华大九天是我国唯一能够提供模拟电路设计全流程 EDA 工 具系统的本土 EDA 企业,原理图编辑、版图编辑、电路仿真等工具一应俱全,且各环节紧密协同。 以电路仿真工具为例,华大九天的产品在精度与速度上表现卓越,针对 5nm 先进工艺的仿真能力 已达国际领先水准,能够精准模拟电路性能,帮助客户提前发现并解决潜在问题,大大缩短设计 周期与成本。相较部分竞争对手在某些环节工具功能缺失或性能不足的状况,华大九天为模拟电 路设计客户提供了一站式、高质量的解决方案。在数字电路设计领域,华大九天持续发力,新推 出的逻辑综合工具精准补齐关键流程环节,助力构建完整数字电路设计全流程 EDA 工具系统,逐 步缩小与国际顶尖企业在该领域的差距,而部分对手在数字电路设计工具的完整性与更新速度上 则难以望其项背 。 电路仿真工具达到国际领先水平,其他工具满足成熟工艺制程。公司目前的模拟电路设计全流程 EDA 工具系统中,电路仿真工具支持最先进的 4nm 量产工艺制程,处于国际领先水平;其他模 拟电路设计 EDA 工具支持 28nm 工艺制程,与已支持 5nm 先进工艺的同类领先工具仍存在一定 差距。目前大部分模拟芯片产品使用 28nm 及以上的成熟工 艺制程,因此公司既有模拟电路 EDA 工具已可以满足大部分模拟设计客户的制程需求。 另外,随着集成电路规模的逐渐扩大,全定制设计的自动化、智能化和集成化需求日益迫切。报 告 期内,公司在现有全定制设计平台的基础上,基于统一数据库开发了全定制设计平台生态系统 PyAether。PyAether 运用人工智能(AI)、 数据挖掘、数据分析等技术,提供了 1.2 万个接口函 数,使用 户可轻松实现自动化设计、自定义功能开发,工作流程优化、与第三方工具集成等,大 幅提升了设计效率。
公司的数字电路设计 EDA 工具为数字电路设计的部分环节提供了关键解决方案,具体包括单元 库特 征化提取工具、存储器电路特征化提取工具、混合信号电路模块特征化提取工具、单元库/IP 质量验证工具、逻辑综合工具、时序功耗优化工具、高精度时序仿真分析工具、时钟质量检视与 分析工具、版图集成与分析工具、大规模数字物理验证和大规模数字寄生参数提取工具等。
公司数字电路设计 EDA 工具部分达到国际领先水平。截至 2022 年公司已发布的数字电路设计 EDA 工具中,单元库/IP 质量验证工具、 高精度时序仿真分析工具、时序功耗优化工具、版图集成与分析工具和时钟质量检视与 分析工具均可支持目前国际最先进的 5nm 量产工艺制程,处于国 际领先水平;单元库特征化提取工具开发完成时间较短,目前可支持 40nm 量产工艺制程,与同 类国际领先 工具仍存在一定差距。整体来看,公司已发布的数字电路设计 EDA 工具中,5 款工具 可支持 5nm 量产工艺制程,已经达到国际领先水平;1 款工具可支持 40nm 量产工艺制程,尚未 达到国际领先水平。2023 年,公司发布存储电路设计全流程 EDA 工具系统,以及射频电路设计 全流程 EDA 工具系统。2024 年,公司基于统一数据库开发了全定制设计平台生态系统 PyAether, 并在模拟设计自动化、仿真分析等领域发布了 6 款新工具。未来公司有望实现数字电路设计 EDA 全流程工具。 从生态构建与客户服务角度分析,华大九天同样优势显著。在生态构建上,公司积极与上下游企 业紧密合作,与芯片制造企业携手确保工具与工艺的兼容性,和 IP 供应商共同丰富设计资源,从 而打造了一个完善的生态系统。在服务响应速度上,作为本土企业,华大九天在国内市场具备天 然优势,能够快速响应客户需求,为客户提供高效的技术支持与问题解决方案,大大缩短了客户 的等待时间,提高了客户的设计效率。与之对比,国际竞争对手虽然技术先进,但在服务本地化 方面存在短板,服务响应的及时性与定制化程度不足,难以像华大九天这样深入了解国内客户的 特殊需求并迅速给予满足。华大九天通过与高校、科研机构合作,不断引入前沿技术和人才,持 续推动产品改进与创新,进一步巩固了其在国内 EDA 市场生态体系中的核心地位,增强了客户对 其产品的依赖度与忠诚度。 公司产品得到下游客户广泛认可,品牌效应显著。华大九天作为国内 EDA 行业的龙头企业,EDA 工具软件产品和相关服务已广泛获得客户认可,与国内外主要集成电路设计企业、 晶圆制造企业、 封装企业、平板厂商建立了良好的业务合作关系.公司目前拥有全球客户约 600 家,和公司长期合 作的客户包括上海华虹、中国电子以及京东方等。EDA 行业的发展需要下游客户持续性反馈,因 此,与客户建立良好的合作关系不仅可以实现产品的商业化落地,还能实现产品的优化、技术迭 代升级以及新技术开发。
3.2 持续收并购补齐全流程工具,拟入主芯和半导体
华大九天近年来通过并购整合策略,实现自身业务的快速扩张和技术实力的快速提升。2022年华 大九天收购芯达科技,以补齐公司在数字设计和晶圆制造 EDA 工具方面的短板。2024 年 6 月, 华大九天又收购了阿卡思微,持股 49.75%。阿卡思微主要业务为集成电路设计自动化系统(EDA) 的研发和咨询,主要产品包括 AveMC 自动化验证工具软件和 AveCEC 等价验证工具软件,其中 AveMC 软件在覆盖率、空泛性等技术方面全球领先。这些并购动作不仅增强了华大九天的技术实 力和市场竞争力,也为其未来的发展奠定了坚实基础。 华大九天拟收购芯和半导体,从“芯片级”向“系统级”迈进。2025 年 3 月 30 日,华大九天发 布公告,拟通过发行股份及支付现金的方式收购芯和半导体 100% 的股份。同时,还计划同步向 中国电子集团、中电金投发行股份募集配套资金,且此次交易预计构成重大资产重组。
芯和半导体深耕全栈系统级解决方案,创新研发能力出众。芯和半导体创立于 2010 年,长期专 注于 EDA 工具的研发工作。围绕 “STCO 集成系统设计” 战略布局,开发信号完整性(SI)、电源 完整性(PI)、电磁仿真、电热分析及应力仿真等多物理引擎技术,提供从芯片设计、封装、系 统到云的全链路电子系统设计仿真平台与解决方案。其业务范畴广泛,能提供从芯片、封装、模 组到 PCB 及整机系统的全栈 EDA 解决方案,并且对 Chiplet 先进封装技术也提供有力支持,技 术成果在 5G、智能手机、物联网、人工智能及数据中心等诸多领域得到了广泛应用。芯和半导 体创新能力突出,拥有 200 余人的研发团队,公司曾荣获“2023 年度国家科技进步奖一等奖”。 华大九天收购芯和,其意义可以类比 Synopsys 收购 Ansys。华大九天通过此次收购能够布局更 多关键点工具,为客户提供从芯片级别到系统级别的 EDA 解决方案。同时,华大九天的潜在市场 规模也有望扩大,两者结合可以将芯片设计与仿真分析进行深度融合,在模拟射频芯片、功率器 件、存储芯片、芯片封装和模组、3D IC 等应用领域,有望整合客户资源,丰富产品体系,进一 步扩大市场份额。 另外,芯和半导体已实现一定规模的收入和利润体量,2024 年,芯和实现营 收 2.65 亿元,净利润实现 4813 万元,华大九天收购其有助于公司营收及业绩更上一层楼。
3.3 公司研发积淀深厚,产学研结合推动技术进步
在研发投入与创新成果转化方面,华大九天展现出强劲实力。在研发投入与创新成果转化方面, 华大九天展现出强劲实力。自成立以来,公司始终将研发视为核心驱动力,研发费用率常年保持 高位,2024 年前三季度更是高达 72.93% 。高额投入使得公司累计专利超 300 项,研发人员占比 达 76%。基于此,华大九天不断推出创新产品。例如,其推出的 AI 驱动的时序优化工具 XTop, 能够精准适配寒武纪、地平线等 AI 芯片设计需求,2024 年相关订单增长 200%,有效满足了快 速发展的 AI 芯片领域对设计工具的特殊要求。相比之下,部分竞争对手受限于研发投入不足,在 新技术研发与新产品推出上进度缓慢,难以快速响应 AI 芯片等新兴领域的设计需求,导致在这一 细分市场的竞争力落后于华大九天。华大九天通过产学研协同,与中芯国际、华为海思等深入合 作开发定制化解决方案,加速创新成果在实际芯片设计场景中的应用,进一步增强了其在市场中 的技术领先优势与产品适用性。 多中心研发,公司技术突破引擎强劲。公司设立研发中心作为研发工作的总体牵头部门。研发中 心下设的第一中心负责数 字电路设计相关领域工具和仿真工具的开发;第二中心负责模拟电路设 计相关领域工具 和平板显示电路设计相关领域的工具开发;第三中心负责晶圆制造领域工具开发 及技术 开发服务。同时,研发中心下设的产品规划部参与产品功能设计,负责研发端与客户端的 沟通及对产品进行反馈跟踪;质量检验组负责对产品进行功能及性能测试验证、质量管理。
公司不断加强产学研合作,深化与知名高校的合作。公司与复旦大学、东南大学、电子科技大学、 西安电子科技大学等知名高校建立了联合实验室。作为典型的技术驱动型行业,EDA 行业对于专 业人才尤其是研发人员的依赖程度较高,专业技术人员是公司生存和发展的重要基石。这对于建 立长期稳定的人才输送渠道,形成产学研相互促进的整体环境,为产品研发持续提供技术人才, 提升公司技术实力有重要意义。
公司研发投入和毛利率水平处在行业领先地位,营收和净利润规模国内领先。2024年,公司实现 营收 12.2 亿元,远超其他国产 EDA 厂商。公司的研发费用率逐年增长,一直保持在 60%以上, 处于行业领先地位。公司一直保持高研发投入,推进产品迭代,始终保持技术研发的前瞻性、领 先性和核心技术的竞争优势。公司的毛利率水平保持稳定,且处于行业领先水平,均保持在 90% 左右。
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